酸浸法提钒新工艺的研究

研究了用稀硫酸直接浸出—萃取—反萃—氨水沉钒—煅烧的提钒工艺。结果表明,采用稀硫酸直接浸出,原矿渣中总钒的一次浸取率可达95%以上;用萃取-反萃方式净化和浓缩浸出液,同时使用萃取促进剂处理酸浸液,使萃取效率比传统方法有明显提高,萃取级数大大减少;沉钒步骤摒弃了传统的铵盐沉钒工艺,使用氨水直接沉钒,提高了产品的纯度。钒的总回收率达86%以上,比传统提钒工艺效率提高了20%以上,同时由于避免了焙烧从而解决了传统提钒过程中因焙烧等产生的HCl、Cl₂等污染问题。     

钒渣无焙烧浸出液中钒铁萃取分离

利用本课题组提出的钛白废酸无焙烧加压浸出钒渣提钒的新技术,以P204为萃取剂从废酸浸出钒渣的浸出液中进行了提钒研究.实验结果表明:采用亚硫酸钠为浸出液预处理还原剂,将浸出液中三价铁还原成二价铁,从而防止三价铁的共萃;常温条件下,当浸出液初始p H=2.5、水相与有机相体积比为1∶3,震荡时间为4 min时,采用有机相组成为20%P204及10%TBP协同萃取体系,钒的萃取率可达98.61%以上,钒铁的分离系数可达135.3.     

浸取-萃取联合法从废钒催化剂中回收钒的研究

浸取-萃取联合法(Leachex)是一种将浸取和萃取合成一步,以处理矿物等的新方法。作者研究了各种因素对钒萃取的影响,其最佳工艺条件为:温度60℃;分解介质盐酸的初始浓度8M;萃取剂组成80%TBP-20%磺化煤油;相比(固相:水相:有机相)=3(kg):50(1):50(1);转速240 r/min。采用不同酸度的反萃液分离负载有机相中的钒、铁和砷。Leachex法从废钒催化剂中回收钒的过程具有流程短,设备简单,反应速度快,有机相用量少,钒的回收率高等优点。     

从石煤酸浸液中萃取钒的工艺研究

研究了三正辛胺从石煤酸浸液中萃取钒的工艺过程 ,从萃取和反萃的 p H值、相比、有机相组成、澄清时间等方面进行了详细试验。研究表明 :用三正辛胺萃取钒时 ,其萃取率可达98%以上 ;而且易反萃 ,用 0 .5 M Na2 CO3反萃时 ,反萃率为 99.9%。经萃取后 ,浸出液中的钒可由每升几克富集到每升数十克以上 ,有利于后续的提钒工艺。     

干湿循环下受硫酸钠侵蚀混凝土内钙钒石热分析研究

按照硫酸钠溶液浸泡15d/自然风干15d的循环制度进行了混凝土腐蚀试验,采用热分析技术对混凝土腐蚀产物进行了辨别和定量比较.试验表明:干湿循环与硫酸钠共同作用下,腐蚀龄期360d内的混凝土腐蚀产物以钙钒石为主,仅处于硫酸根离子浓度为50000mg/L的硫酸钠溶液中的混凝土表面在部分龄期检测到了石膏的生成.钙钒石的含量按混凝土试件由表及里依次递减,达到一定龄期时,第二层(距表面1.5—3.5mm)混凝土中钙钒石的含量大于第一层(距表面0—1.5mm).同一水灰比混凝土的相同层中钙钒石的含量随龄期增长而增多.混凝土中钙钒石的含量一般随硫酸根离子浓度的升高而增多,水灰比对混凝土中钙钒石含量的影响因硫酸根离子浓度而变化.硫酸根离子浓度为800mg/L和6000mg/L的硫酸钠溶液中,第一层混凝土中钙钒石的含量随水灰比增大而减小,第二层混凝土中钙钒石的含量随水灰比增大而增加,混凝土中钙钒石的总含量随水灰比增大而降低.硫酸根离子浓度为50000mg/L的硫酸钠溶液中,混凝土中钙钒石的总含量随水灰比增大而增多.     

钒渣钙化焙烧的影响因素及焙烧氧化动力学

采用钙化焙烧方式处理转炉钒渣以提高钒的浸出率,考察了焙烧参数(渣样粒度,升温速率,焙烧保温温度及保温时间,配钙量)对钒浸出率的影响,根据钒渣氧化的TG-DSC曲线对钒渣氧化变温动力学进行了分析.结果表明:降低升温速率可提高钒氧化率,保温温度高于600℃时钒浸出率迅速增加.在钒渣粒径48~75μm,外配钙m(CaO)/m(V2O5)为042,升温速率2℃·min-1,保温温度850℃,保温时间150min的条件下,钒浸出率达9331%.钒尖晶石氧化过程受三级化学反应控制,升温速率为5和10℃·min-1的表观活化能分别为26765,25603kJ·mol-1.     

钒含量对PD3钢碳化钒析出的影响

为了弄清钒在珠光体组织转变中的作用和沉淀析出的规律,通过电化学萃取分析结合透射电子显微镜观察研究了钒含量对PD3钢中碳化钒析出行为的影响。研究结果表明：PD3钢的铁素体和渗碳体中固溶钒的饱和溶解度分别为0．09％和0．23％左右;当钢中钒含量低于0．21％时,钒主要以固溶形式存在,只有极少量的碳化钒质点无序析出;当钢中钒含量增加,超过饱和溶解度后,多余的钒则主要以碳化钒的形式析出;当钢中钒含量高于0．21％,达到0．33％时,碳化钒将以无序状态和“相关沉淀”两种方式大量析出。     

基于扩散偶法的CaO–V2O5和MnO2–V2O5固相界面反应行为比较

钒是我国重要的战略金属资源,广泛应用于钢铁、化工、航空航天等领域。钒渣作为我国最重要的含钒原料,其钙化提钒及锰化提钒工艺在钒的高效分离、尾渣利用和环境保护方面优势显著,但焙烧过程中钒酸钙和钒酸锰始终共存。两种钒酸盐的生成机理及钒与钙、锰反应能力的差异是两种提钒工艺的基本问题和共性问题,这对充实提钒基础理论和促进提钒工艺优化具有重要意义。为此,本文基于扩散偶研究方法,通过制备氧化钙–氧化钒和二氧化锰–氧化钒扩散偶,并在不同时间恒温焙烧,比较研究了钙、锰与钒组元固相反应的界面扩散行为差异;阐明了钒酸钙和钒酸锰的生成机理;进一步基于扫描电子显微镜和能谱分析研究并计算了扩散产物和扩散系数随焙烧时间的变化规律。结果表明,随着焙烧时间的延长,氧化钙–氧化钒、二氧化锰–氧化钒两组扩散反应逐渐进行。氧化钙–氧化钒扩散偶中钙和钒的分布区域边界始终清晰。而对于二氧化锰–氧化钒扩散偶而言,随着恒温焙烧时间的延长,二氧化锰逐渐分解生成三氧化二锰,钒组元能扩散到三氧化二锰内部,但仅有部分钒与锰反应形成扩散产物层。氧化钙–氧化钒、二氧化锰–氧化钒扩散偶的界面反应产物分别是偏钒酸钙和偏钒酸锰。恒温焙烧16 h后,产物厚度分别为39.85和32.13 μm,且由于组元扩散反应能力的限制,两个扩散偶均达到反应平衡。相同恒温焙烧时间内,氧化钙–氧化钒扩散偶的扩散系数略高于二氧化锰–氧化钒扩散偶,这说明钒与钙的扩散反应比钒与锰的扩散反应更易进行。     

羧酸氧钒在惰性气氛中的热分解特性研究

合成了5个羧酸氧钒配合物:丁二酸氧钒、己二酸氧钒、苹果酸氧钒1:1、苹果酸氧钒1:2和乳酸氧钒.通过元素分析、磁化率测定和IR分析,确定了这些配合物的组成和结构.用DTA、TG和x-射线衍射分析方法研究了这些配合物在惰性气氛下的热分解特性.结果表明,9元环结构的己二酸氧钒在Ar气氛下于420℃分解,得到组成恒定和不含氧化钒的V_4C_3.     

Keggin型Si-Mo-V杂多酸的合成与表征

采用改良的分步加酸、乙醚-丙酮萃取的方法合成了5种Keggin型硅钼钒杂多酸,分别用红外光谱(IR)检测到700~1 100cm-1范围内的4个特征吸收峰,X射线衍射(XRD)表征了硅钼钒杂多酸的二级结构,通过热重分析(TG)确定了杂多酸中结晶水的数目.     

酸浸对钙化焙烧提钒工艺钒浸出率的影响

采用稀硫酸浸出法提取钙化焙烧后钒渣中的钒,考察了浸出参数:物料粒度、体系pH值、浸出温度和时间、液固比(L/S)、搅拌速度对钒及杂质元素浸出率的影响.结果表明:物料粒度小于75μm时对提高钒浸出率影响较小;液固比从2∶1增加到7∶1,搅拌速度由100增加到500r/min时,钒浸出率增长幅度均低于3%;钒浸出率在浸出前15min内迅速升高,之后增长变缓;浸出体系pH值对钒及杂质浸出率影响显著,pH值为2~3时钒浸出率达90%,杂质元素Ca,Mn,Mg,Al,Si,P浸出率为10%~30%;在较佳浸出条件下:粒度96～75μm,pH值为25,温度55℃,时间30min,L/S为3,搅拌速度500r/min,钒浸出率超过91%.     

氧化钙化焙烧法应用于从钒云母矿中提取钒的研究

本文介绍用氧化钙化焙烧法从钒云母矿中提取钒的试验研究,对焙烧、浸出、净化、沉钒过程中各影响因素进行了探讨。研究结果表明,用石灰和钒云母矿混合焙烧生成钒酸钙,然后用碳铵溶液浸出钒,提取率高达78%,工艺简单、可靠,并且对环境污染小,投资少,它不失为一种可取的提钒新方法。     

直接酸浸含钒灰渣提钒的工艺研究

本文阐述了硫酸直接浸取含钒灰渣提钒工艺中,硫酸浸取,浸出液中提取铵明矾、再提取中间盐并溶解之,溶剂萃取、反萃及沉钒的有关因素。并确定了最佳工艺条件。     

催化极谱法测定水和人发中痕量钒

本文提出一个测定钒的新极谱催化波体系.通过实验确定测定钒的最佳底液组成为:1.0×10~(-5)M 3,5-cl_2-DMPAP-0.03M NaBrO_3-0.001M H_2SO_4(pH=2.50±0.10),线性范围为0.04～12ppb,对20多种常见离子的干扰进行了试验,将该体系应用于水和人发中痕量钒的测定,结果令人满意.该法具有灵敏度高、简便快速的特点.     

攀枝花地区昔格达土中钒的含量及分布

对母质为昔格达组粘土的攀枝花土壤样品数据进行了分析研究。结果表明，该区土壤中的钒普遍具有一定的地带性分布规律及剖面分布特征。一般来说，矿区土壤中的钒含量明显高于非矿区，表明该区土壤主要受采矿污染的影响；水田土壤中钒含量明显高于旱地，表明水是钒元素迁移的重要介质（载体）。钒含量在土壤剖面上的空间分布呈底层富集型，反映了成土因素的综合影响。     

双波长标准加入法同时测定铬和钒

应用双波长标准加入法，以５－Ｂｒ－ＰＡＤＡＰ为显色剂，同时测定了铬和钒。选择钒等吸收点波长５９３ｎｍ、６１７ｎｍ为测定波长。钒含量回归方程为Ｃ＝０．１２４４＋４０．４１Ａ．相关系数Ｒ＝０．９９９９。将此法用于合成样品分析，结果满意。     

石煤中影响钒转浸率的主要因素研究

通过对石煤提钒焙烧阶段焙烧温度和添加剂作用、配比的研究，得出了焙烧阶段最适宜的焙烧温度、入炉温度和添加剂配比范围。实验结果表明，采用焙砂水浸后渣再用稀酸浸出的方法，钒的转浸率平均可提高１０％左右。     

Leaching of vanadium,sodium, and silicon from molten V-Ti-bearing slag obtained from low-grade vanadium-bearing titanomagnetite

The water leaching process of vanadium, sodium, and silicon from molten vanadium-titanium-bearing (V-Ti-bearing) slag obtained from low-grade vanadium-bearing titanomagnetite was investigated systematically. The results show that calcium titanate, sodium aluminosilicate, sodium oxide, silicon dioxide and sodium vanadate are the major components of the molten V-Ti-bearing slag. The experimental results indicate that the liquid-solid (L/S) mass ratio significantly affects the leaching process because of the respective solubilities and diffusion rates of the components. A total of 83.8% of vanadium, 72.8% of sodium, and 16.1% of silicon can be leached out via a triple counter-current leaching process under the optimal conditions of a particle size below 0.074 mm, a temperature of 90°C, a leaching time of 20 min, an L/S mass ratio of 4:1, and a stirring speed of 300 r/min. The kinetics of vanadium leaching is well described by an internal diffusion-controlled model and the apparent activation energy is 11.1 kJ/mol. The leaching mechanism of vanadium was also analyzed.     

中国钒资源全生命周期动态物质流分析

 钒在钢铁、化工和航空航天等领域的广泛应用持续推动钒物质流动和供需格局的变化，特别是电池应用的商业化将影响未来能源转型及新能源存储领域的长期发展。为揭示中国钒物质流的变化和未来供需格局，构建了钒的全生命周期物质流分析框架，核算了2000-2019年中国钒的流量、存量和供需情况。研究显示：（1）中国是钒生产和消费大国，含钒钢铁、合金（钒铁合金）是金属钒的主要消费领域，消费占比稳定在85%以上，储能电池作为钒的前沿应用，占钒消费总量的比例也在不断增加；（2）2000-2019年中国是钒初级产品净进口国（5362 t），也是钒制品净出口国（8284 t），全钒液流电池处于出口状态，钒储能技术研究将迎来高峰；（3）2010-2019年钒在用存量增加了5倍，达到120万t，其中电池在用存量增加了24倍，钒开始向电池等新兴行业发展；（4）2000-2019年钒报废量为8.1万t，仅有1.8万t被回收（回收率为23%），提高钒的循环利用可以减少钒原矿资源的开采及其产生的环境影响。